(57)【要約】【課題】  ノズルの状態の検査および着弾位置の検査を容易にすること。【解決手段】  基体に設けられた被吐出部に液状の光学材料を塗布してマイクロレンズを製造するマイクロレンズの製造方法が、前記被吐出部以外の前記基体の領域に前記光学材料が塗布されるように、ノズルから前記光学材料の第１の液滴を吐出するステップ（Ａ）と、前記領域に塗布された前記光学材料を観察するステップ（Ｂ）と、前記ステップ（Ｂ）の観察結果に基づいて、前記被吐出部に前記光学材料の第２の液滴を吐出するステップ（Ｃ）と、を含む。【選択図】    図１０
2005088502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に設けられた被吐出部に液状の光学材料を塗布してマイクロレンズを製造するマイクロレンズの製造方法であって、
前記被吐出部以外の前記基体の領域に前記光学材料が塗布されるように、ノズルから前記光学材料の第１の液滴を吐出するステップ（Ａ）と、
前記領域に塗布された前記光学材料を観察するステップ（Ｂ）と、
前記ステップ（Ｂ）の観察結果に基づいて、前記被吐出部に前記光学材料の第２の液滴を吐出するステップ（Ｃ）と、
を含んだマイクロレンズの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロレンズの製造方法であって、前記ステップ（Ｂ）は、前記領域に塗布された前記光学材料のドットの径が第１の長さより長い場合に、前記ノズルから予備吐出を行うステップ（Ｂ１）を含む、マイクロレンズの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のマイクロレンズの製造方法であって、前記ステップ（Ｂ）は、前記領域に塗布された前記光学材料のドットの径が第２の長さより短い場合に、前記基体に対して表面改質処理を行うステップ（Ｂ２）を含む、マイクロレンズの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のマイクロレンズの製造方法であって、前記ステップ（Ｂ）は、前記領域に塗布された前記光学材料のドットのＸ座標と前記被吐出部のＸ座標とが一致しない場合に、前記ドットの前記Ｘ座標と前記被吐出部の前記Ｘ座標とが一致するように、前記被吐出部に対して前記ノズルをＸ軸方向に相対移動するステップ（Ｂ３）を含む、マイクロレンズの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のマイクロレンズの製造方法であって、前記ステップ（Ｃ）は、前記基体に対して前記ノズルを前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に相対移動させるステップ（Ｃ１）と、前記ステップ（Ｃ１）によって前記ノズルが前記被吐出部に対応する領域に侵入した場合に、前記ノズルから前記被吐出部へ前記第２の液滴を吐出するステップ（Ｃ２）と、を含む、マイクロレンズの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のマイクロレンズの製造方法によって製造されたマイクロレンズ。
【請求項７】
請求項６記載のマイクロレンズを備えた半導体レーザ。
【請求項８】
請求項７記載の半導体レーザを備えた光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズおよびその製造方法に関し、より具体的には、面発光レーザの射出部のレンズとして好適なマイクロレンズおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザの射出面上に、インクジェット法を用いてマイクロレンズを形成することが知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−６７４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
マイクロレンズを設けるべき部位、すなわち被吐出部、を有する基体は、インクジェット装置などの吐出装置のステージ上に載置される。そして、基体の載置後、基体上の座標系と、吐出装置内の座標系との間の相対関係が、吐出装置にとって既知な相対関係となるように、基体の位置合わせを精密に行うことが必要である。ただし、どのように精密に基体の位置合わせを行っても、実際には、装置の機構上の誤差などのため、基体の位置に誤差が生じる。
【０００４】
しかしながら、そのような誤差は、実際にノズルから材料を吐出させた後で、吐出データが表す位置と、実際の着弾位置と、を比較するまで分からないことが多い。なお、吐出データとは、材料を吐出するために用いられるデータである。
【０００５】
一方、ノズルの状態は、時間とともに常に変化しうる。例えば、時間と共にノズル内の材料の一部の粘性が上昇し、この結果、ノズル内に材料が固着する場合がある。ノズル内に材料が付着（固着）すると、ノズルの有効内径が小さくなり、このため、既定の体積の材料が吐出されない可能性が生じる。さらに、ノズル内に材料が付着すると、液状の材料の液滴の飛翔経路が、設計された経路からずれる可能性も生じる。
【０００６】
以上のような理由から、インクジェット装置などの吐出装置を用いて被吐出部に精密に材料を着弾させたい場合には、事前にノズル状態の検査や着弾位置の検査を行うことが好ましい。ところが、このような事前検査は、製造時間の短縮を阻害する一因になり得る。
【０００７】
本発明は上記課題を鑑みてなされてものであり、その目的の一つは、ノズルの状態の検査および着弾位置の検査を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のマイクロレンズの製造方法は、基体に設けられた被吐出部に液状の光学材料を塗布してマイクロレンズを製造するマイクロレンズの製造方法であり、前記被吐出部以外の前記基体の領域に前記光学材料が塗布されるように、ノズルから前記光学材料の第１の液滴を吐出するステップ（Ａ）と、前記領域に塗布された前記光学材料を観察するステップ（Ｂ）と、前記ステップ（Ｂ）の観察結果に基づいて、前記被吐出部に前記光学材料の第２の液滴を吐出するステップ（Ｃ）と、を含んでいる。
【０００９】
上記特徴によれば、被吐出部以外の領域に塗布された光学材料を観察するステップが含まれるので、ノズルの状態の検査だけでなく、ノズルのＸ座標と被吐出部のＸ座標とが一致しているかどうかの検査もできる。上記領域が、被吐出部を含む基体に含まれるからである。このため、ノズルから１回だけ材料を吐出するだけで、ノズルの状態の検査と、着弾位置の検査と、を行うことができる。
【００１０】
好ましくは、前記ステップ（Ｂ）は、前記領域に塗布された前記光学材料のドットの径が第１の長さより長い場合に、前記ノズルから予備吐出を行うステップ（Ｂ１）を含む。
【００１１】
上記特徴によれば、被吐出部へ材料を吐出する前に、ノズルの状態は材料の吐出に適した状態になる。
【００１２】
好ましくは、前記ステップ（Ｂ）は、前記領域に塗布された前記光学材料のドットの径が第２の長さより短い場合に、前記基体に対して表面改質処理を行うステップ（Ｂ２）を含む。
【００１３】
上記特徴によれば、被吐出部へ材料を吐出する前に、被吐出部の撥液性の程度は、材料の吐出に適した撥液性の程度になる。
【００１４】
好ましくは、前記ステップ（Ｂ）は、前記領域に塗布された前記光学材料のドットのＸ座標と前記被吐出部のＸ座標とが一致しない場合に、前記ドットの前記Ｘ座標と前記被吐出部の前記Ｘ座標とが一致するように、前記被吐出部に対して前記ノズルをＸ軸方向に相対移動するステップ（Ｂ３）を含む。
【００１５】
上記特徴によれば、被吐出部へ材料を吐出する前に、ノズルのＸ座標と、被吐出部のＸ座標と、が一致する。このため、ノズルをＹ軸方向に相対移動させるだけで、ノズルの位置と、被吐出部の位置と、を正確に一致させることができ、結果として被吐出部へ正確に材料を吐出できる。
【００１６】
好ましくは、前記ステップ（Ｃ）は、前記基体に対して前記ノズルを前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に相対移動させるステップ（Ｃ１）と、前記ステップ（Ｃ１）によって前記ノズルが前記被吐出部に対応する領域に侵入した場合に、前記ノズルから前記被吐出部へ前記第２の液滴を吐出するステップ（Ｃ２）と、を含む。
【００１７】
上記特徴によれば、ノズルをＹ軸方向に相対移動させるだけで、被吐出部の位置と、ノズルの位置と、を正確に一致させることができ、結果として被吐出部に正確に材料を吐出できる。
【００１８】
なお、本発明は、例えば、マイクロレンズや、マイクロレンズを備えた半導体レーザや、半導体レーザを備えた光学装置などに適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を、半導体レーザを例に取り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【実施例１】
【００２０】
図１に示すレーザ１１は、半導体レーザである。レーザ１１は、ｎ型のガリウム砒素基板１２と、ｎ型の下部分布反射型多層膜ミラー１４（下部ＤＢＲミラーともいう）と、量子井戸活性層１６と、ｐ型の上部分布反射型多層膜ミラー２０（上部ＤＢＲミラーともいう）と、コンタクト層２２と、絶縁層２４と、上部電極２６と、下部電極１０と、土台部３０と、マイクロレンズ１１１Ｌと、を備えている。ｎ型のガリウム砒素基板１２と、下部分布反射型多層膜ミラー１４と、量子井戸活性層１６と、上部分布反射型多層膜ミラー２０と、コンタクト層２２とは、この順番で積層されている。また、下部ＤＢＲミラー１４には、セリン（Ｓｅ）がドーピングされていて、上部ＤＢＲミラー２０には、亜鉛（Ｚｎ）がドーピングされている。さらに、下部ＤＢＲミラー１４の一部と、量子井戸活性層１６と、上部ＤＢＲミラー２０と、コンタクト層２２とは、メサ形状の柱状部１５を構成している。
【００２１】
絶縁層２４はポリイミドからなり、柱状部１５、および柱状部１５の周囲で露出した下部ＤＢＲミラー１４を覆っている。上部電極２６は、絶縁層２４上に位置していて、絶縁層２４に設けられた開口部を介してコンタクト層２２に接続されている。下部電極１０は、ｎ型のガリウム砒素基板１２の裏面に設けられている。なお、ｎ型のガリウム砒素基板１２の裏面とは、下部ＤＢＲミラー１４が形成されていない面である。
【００２２】
土台部３０は、ポリイミドからなる支持部３１と、支持部３１の上面を覆うフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）膜２８と、を含む。土台部３０は、コンタクト層２２と、コンタクト層２２上の上部電極２６と、を覆って位置している。具体的には、土台部３０は、絶縁層２４と上部電極２６とがコンタクト層２２上で形成する段差を覆う。土台部３０の上面はほぼ平らである。本実施例では土台部３０の上面の形状はほぼ円形である。
【００２３】
土台部３０のフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）膜２８は、マイクロレンズ１１１Ｌの原料である液状の光学材料に対して撥液性を呈している。このため、マクロレンズ１１１Ｌの製造時に、土台部３０に向けて吐出された液状の光学材料が、安定して土台部３０を覆って位置できる。本実施例では、ＦＡＳ膜２８の製膜工程上の理由から、図１に示すように、ＦＡＳ膜２８は、支持部３１の上面だけでなく、上部電極２６上および絶縁層２４上にも形成されている。ただし、ＦＡＳ膜２８は、少なくとも支持部３１の上面に設けられていればよく、このため、支持部３１上に位置するＦＡＳ膜２８以外のＦＡＳ膜は、取り除かれてもよい。
【００２４】
マイクロレンズ１１１Ｌは、ＦＡＳ膜２８に接していて、かつ土台部３０を覆うように位置している。マイクロレンズ１１１Ｌは、光の放射角を小さくする機能を有する光学素子である。具体的には、マイクロレンズ１１１Ｌを備えたレーザ１１から射出される光の放射角は、マイクロレンズ１１１Ｌを備えないレーザ１１から射出される放射角より小さい。後述するように、マイクロレンズ１１１Ｌを備えたレーザ１１の製造方法は、基体１０Ａにおける被吐出部１８（図２（ｂ））に液状の光学材料を吐出する工程を含んでいる。
【００２５】
図１に示すレーザ１１は、ガリウム砒素基板１２に対して垂直方向（図１の上方向）にレーザ光を射出する半導体レーザである。つまり、レーザ１１は面発光型レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：VCSEL）である。具体的には、レーザ１１の上部電極１０と上部電極２６との間に順方向の電圧を印加すると、量子井戸活性層１６において電子と正孔との再結合が生じ、再結合発光が生じる。そこで生じた光は下部ＤＢＲミラー１４と、上部ＤＢＲミラー２０との間で共振し、この結果、光の強度が増幅される。そして、光利得が光損失を越えるとレーザ発振が起こり、ガリウム砒素基板１２に対して垂直方向（図１の上方向）にレーザ光が射出される。レーザ光は、コンタクト層２２を射出して、土台部３０とマイクロレンズ１１１Ｌとを経てレーザ１１の外部に射出する。
【００２６】
本明細書では、レーザ１１のうち、ｎ型のガリウム砒素基板１２と、ｎ型の下部分布反射型多層膜ミラー１４と、柱状部１５と、絶縁層２４と、上部電極２６と、下部電極１０と、に対応する部分を、「レーザ素子」と表記することもある。また、本実施例では、柱状部１５に含まれるコンタクト層２２の上面をレーザ素子の「光射出面」と表記することもある。
【００２７】
以下では、（Ａ）被吐出部、（Ｂ）製造装置、（Ｃ）光学材料、（Ｄ）吐出方法、（Ｅ）製造方法の記載の順番で、マイクロレンズ１１１Ｌを備えたレーザ１１の製造方法を説明する。
【００２８】
（Ａ：被吐出部）
図２（ａ）および（ｂ）に示す基体１０Ａは、図１のマイクロレンズ１１１Ｌが設けられる前のレーザ１１を含んだ積層体であり、直径約２インチの円形の形状を有している。基体１０Ａは、複数の被吐出部１８、すなわちターゲット、を備えている。複数の被吐出部１８のそれぞれは、マイクロレンズ１１１Ｌが設けられるべき部位である。また、本実施例では、被吐出部１８は、コンタクト層２２上に設けられた土台部３０である。なお、図２（ｂ）のガリウム砒素ウエハ１２’は、図１のガリウム砒素基板１２に対応する。
【００２９】
基体１０Ａには、幅３ｍｍの外周部３４を除いて、約８０００個のレーザ部１１Ａがマトリクス状に形成されている。それぞれのレーザ部１１Ａの構造は、マイクロレンズ１１１Ｌがない点を除いて、図１のレーザ１１と同じ構造である。なお、外周部３４は、本発明における被吐出部以外の基体１０Ａの領域の一例である。
【００３０】
（Ｂ：製造装置）
図３に示す製造装置１は、図１に示すレーザ１１を製造する装置の一部である。具体的には、製造装置１は、基体１０Ａの表面にＦＡＳ膜２８を形成する表面改質装置１６０と、複数の被吐出部１８のすべてに液状の光学材料１１１を塗布する吐出装置１００と、被吐出部１８に塗布された液状の光学材料１１１が重合するように、被吐出部１８上の液状の光学材料１１１に紫外光を照射する重合装置１５０と、重合した光学材料を加熱してさらに硬化する硬化装置１６５と、を備えている。さらに製造装置１は、表面改質装置１６０、吐出装置１００、重合装置１５０、硬化装置１６５の順番に基体１０Ａを搬送する搬送装置１７０も備えている。
【００３１】
図４に示すように、吐出装置１００は、液状の光学材料１１１を保持するタンク１０１と、チューブ１１０を介してタンク１０１から光学材料１１１が供給される吐出走査部１０２と、を備える。吐出走査部１０２は、それぞれが光学材料１１１を吐出可能な複数のヘッド１１４（図５）を有するキャリッジ１０３と、キャリッジ１０３の位置を制御する第１位置制御装置１０４と、基体１０Ａを保持するステージ１０６と、ステージ１０６の位置を制御する第２位置制御装置１０８と、制御部１１２と、を備えている。タンク１０１と、キャリッジ１０３における複数のヘッド１１４と、はチューブ１１０で連結されており、タンク１０１から複数のヘッド１１４のそれぞれに液状の光学材料１１１が圧縮空気によって供給される。
【００３２】
第１位置制御装置１０４はリニアモータを備えており、制御部１１２からの信号に応じて、キャリッジ１０３をＸ軸方向、およびＸ軸方向と直交するＺ軸方向に沿って移動させる。第２位置制御装置１０８はリニアモータを備えており、制御部１１２からの信号に応じて、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の両方と直交するＹ軸方向に沿ってステージ１０６を移動させる。ステージ１０６はＸ軸方向およびＹ軸方向の双方と平行な平面を有していて、この平面上に基体１０Ａを固定できるように構成されている。ステージ１０６が基体１０Ａを固定するので、ステージ１０６は被吐出部１８の位置を決定できる。なお、本実施例の基体１０Ａは、受容基板の一例である。
【００３３】
第２位置制御装置１０８は、さらに、Ｚ軸方向に平行な所定の軸の回りでステージ１０６を回転させる機能も有する。Ｚ軸方向とは、鉛直方向（つまり重力加速度の方向）に平行な方向である。第２位置制御装置１０８によるステージ１０６のＺ軸方向に平行な軸の回りでの回転によって、基体１０Ａ上に固定された座標系におけるＡ軸およびＢ軸を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向とそれぞれ平行にできる。本実施例では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、ともにステージ１０６に対してキャリッジが相対移動する方向である。
【００３４】
本明細書では、第１位置制御措置１０４および第２位置制御装置１０８を「走査部」と表記することもある。
【００３５】
さらに、第２位置制御装置１０８によるＺ軸に平行な軸の回りでのステージ１０６の回転によって、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＸ軸方向の距離と、複数のノズル１１８（図６）のうちのいずれか２つのノズルの間のＸ軸方向の距離と、が一致するように、前記被吐出部１８を有する基体１０Ａの位置を決めることができる。
【００３６】
キャリッジ１０３およびステージ１０６は上記以外の平行移動および回転の自由度をさらに有している。ただし、本実施例では、上記自由度以外の自由度に関する記載は説明を平易にする目的で省略されている。
【００３７】
制御部１１２は、光学材料１１１を吐出すべき相対位置を表す吐出データを外部情報処理装置から受け取るように構成されている。制御部１１２の詳細な機能は、後述する。
【００３８】
図５に示すように、キャリッジ１０３は、互いに同じ構造を有する複数のヘッド１１４を保持している。ここで、図５は、キャリッジ１０３をステージ１０６側から観察した図であり、このため図面に垂直な方向がＺ軸方向である。本実施例では、キャリッジ１０３には４個のヘッド１１４からなる列が２列配置されている。それぞれのヘッド１１４の長手方向とＸ軸方向との間の角度ＡＮは０°になるように、ヘッド１１４のそれぞれがキャリッジ１０３に固定されている。
【００３９】
図６に示すように、光学材料１１１を吐出するためのヘッド１１４は、それぞれがヘッド１１４の長手方向に延びる２つのノズル列１１６を有している。ノズル列１１６とは、１８０個のノズル１１８がほぼ一定の間隔で一列に並んだ列のことである。ノズル列１１６の方向をノズル列方向ＨＸと表記する。ノズル列方向ＨＸに沿ったノズル１１８の間隔は、ＬＮ（約１４０μｍ）である。また、図６において、１つのヘッド１１４における２つのノズル列１１６は、互いに半ピッチ（約７０μｍ）だけずれて位置している。さらに、ノズル１１８の直径は、およそ２７μｍである。上述したように、ヘッド１１４の長手方向とＸ軸方向との間の角度が角度ＡＮだから、ノズル列方向ＨＸ、すなわち１８０個のノズル１１８が一列に並ぶ方向とＸ軸方向との間の角度も角度ＡＮ、つまり０°である。なお、複数のノズル１１８のそれぞれの端部は、上記Ｘ軸方向およびＹ軸方向で定義される仮想的な平面上に位置している。また、ヘッド１１４がほぼＺ軸と平行に材料を吐出できるように、複数のノズル１１８のそれぞれの形状が調整されている。
【００４０】
図７（ａ）および（ｂ）に示すように、それぞれのヘッド１１４は、インクジェットヘッドである。より具体的には、それぞれのヘッド１１４は、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、を備えている。振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、の間には、タンク１０１から孔１３１を介して供給される液状の光学材料１１１が常に充填される液たまり１２９が位置している。また、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、の間には、複数の隔壁１２２が位置している。そして、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、１対の隔壁１２２と、によって囲まれた部分がキャビティ１２０である。キャビティ１２０はノズル１１８に対応して設けられているため、キャビティ１２０の数とノズル１１８の数とは同じである。キャビティ１２０には、１対の隔壁１２２間に位置する供給口１３０を介して、液たまり１２９から光学材料１１１が供給される。
【００４１】
振動板１２６上には、それぞれのキャビティ１２０に対応して、振動子１２４が位置する。振動子１２４は、ピエゾ素子１２４Ｃと、ピエゾ素子１２４Ｃを挟む１対の電極１２４Ａ、１２４Ｂと、を含む。この１対の電極１２４Ａ、１２４Ｂに駆動電圧を与えることで、対応するノズル１１８から液状の光学材料１１１が吐出される。
【００４２】
制御部１１２（図４）は、複数の振動子１２４のそれぞれに互いに独立な信号を与えるように構成されている。このため、ノズル１１８から吐出される光学材料１１１の体積は、制御部１１２からの信号に応じてノズル１１８毎に制御される。さらに、ノズル１１８のそれぞれから吐出される光学材料１１１の体積は、０ｐｌ〜４２ｐｌ（ピコリットル）の間で可変である。このため、後述するように、制御部１１２は、吐出動作を行うノズル１１８と、吐出動作を行わないノズル１１８と、を設定することでもできる。
【００４３】
本明細書では、吐出動作を行うノズル１１８を「第１のノズル１１８Ａ」と表記することもあるし、「動作ノズル１１８Ａ」と表記することもある。また、吐出動作を行わないノズル１１８を「第２のノズル１１８Ｂ」と表記することもあるし、「非動作ノズル１１８Ｂ」と表記することもある。
【００４４】
本明細書では、１つのノズル１１８と、ノズル１１８に対応するキャビティ１２０と、キャビティ１２０に対応する振動子１２４と、を含んだ部分を、吐出部１２７と表記することもある。この表記によれば、１つのヘッド１１４は、ノズル１１８の数と同じ数の吐出部１２７を有する。上述のように本実施例では、キャリッジ１０３はヘッド１１４を保持する。一方、ヘッド１１４のそれぞれは複数の吐出部１２７を有している。このため、本明細書では、キャリッジ１０３が複数の吐出部１２７を保持すると表記することもある。
【００４５】
吐出部１２７は、ピエゾ素子の代わりに電気熱変換素子を有してもよい。つまり、吐出部は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して材料を吐出する構成を有していてもよい。
【００４６】
上述のように、キャリッジ１０３は第１位置制御装置１０４（図４）によってＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させられる。一方、ステージ１０６（図４）は第２位置制御手段１０８（図４）によってＹ軸方向に移動させられる。この結果、第１位置制御装置１０４および第２位置制御装置１０８によって、ステージ１０６に対してキャリッジ１０３が相対移動する。より具体的には、これらの動作によって、複数のヘッド１１４、複数のノズル列１１６、または複数のノズル１１８は、ステージ１０６上で位置決めされた被吐出部１８に対してＺ軸方向に所定の距離を保ちながらＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動、すなわち相対的に走査する。さらに具体的には、ヘッド１１４は、ステージに対してＸ軸方向およびＹ軸方向に相対走査するとともに、複数のノズル１１８から材料を吐出する。
【００４７】
本発明では、吐出装置１００に対して静止した被吐出部１８に対してＹ軸方向にノズル１１８を移動してもよい。そしてノズル１１８がＹ軸方向に沿って所定の２点間を移動する期間内に、静止した被吐出部１８に対してノズル１１８から光学材料１１１を吐出してもよい。「相対走査」または「相対移動」とは、吐出する側とそこからの吐出物が着弾する側（被吐出部１８Ｒ側）の少なくとも一方を他方に対して走査することを含む。このため、本明細書では、キャリッジ１０３、ヘッド１１４、またはノズル１１８が吐出装置１００に対して静止して、ステージ１０６のみが移動する場合であっても、キャリッジ１０３、ヘッド１１４、またはノズル１１８が、ステージ１０６、基体１０Ａ、または被吐出部１８に対して相対移動すると表記する。また、相対走査と材料の吐出との組合せを指して「塗布走査」と表記することもある。
【００４８】
次に、制御部１１２の構成を説明する。図８に示すように、制御部１１２は、入力バッファメモリ２００と、記憶手段２０２と、処理部２０４と、走査ドライバ２０６と、ヘッドドライバ２０８と、を備えている。バッファメモリ２０２と処理部２０４とは相互に通信可能に接続されている。処理部２０４と記憶手段２０２とは、相互に通信可能に接続されている。処理部２０４と走査ドライバ２０６とは相互に通信可能に接続されている。処理部２０４とヘッドドライバ２０８とは相互に通信可能に接続されている。また、走査ドライバ２０６は、第１位置制御手段１０４および第２位置制御手段１０８と相互に通信可能に接続されている。同様にヘッドドライバ２０８は、複数のヘッド１１４のそれぞれと相互に通信可能に接続されている。
【００４９】
入力バッファメモリ２００は、外部情報処理装置から光学材料１１１の吐出を行うための吐出データを受け取る。吐出データは、基体１０Ａ上のすべての被吐出部１８の相対位置を表すデータと、すべての被吐出部１８に所望の厚さの光学材料１１１を塗布するまでに必要となる相対走査の回数を示すデータと、被吐出部１８上の着弾位置を示すデータと、吐出動作を行うノズル１１８を指定するデータと、吐出動作を行わないノズル１１８を指定するデータと、を含む。入力バッファメモリ２００は、吐出データを処理部２０４に供給し、処理部２０４は吐出データを記憶手段２０２に格納する。図８では、記憶手段２０２はＲＡＭである。
【００５０】
処理部２０４は、記憶手段２０２内の吐出データに基づいて、被吐出部１８に対するノズル列１１６の相対位置を示すデータを走査ドライバ２０６に与える。走査ドライバ２０６はこのデータに応じた駆動信号を第１位置制御手段１０４および第２位置制御手段１０８に与える。この結果、被吐出部１８Ｒに対してノズル列１１６が相対走査される。一方、処理部２０４は、記憶手段２０２に記憶された吐出データに基づいて、対応するノズル１１８からの吐出タイミングを示すデータをヘッドドライバ２０８に与える。ヘッドドライバ２０８はこのデータに基づいて、光学材料１１１の吐出に必要な駆動信号をヘッド１１４に与える。この結果、ノズル列１１６における対応するノズル１１８から液状の光学材料１１１が吐出される。
【００５１】
制御部１１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含んだコンピュータであってもよい。この場合には、制御部１１２の上記機能は、コンピュータによって実行されるソフトウェアプログラムによって実現される。もちろん、制御部１１２は、専用の回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。
【００５２】
以上の構成によって、吐出装置１００Ｒは、制御部１１２に与えられた吐出データに応じて、光学材料１１１の塗布走査を行う。
【００５３】
（Ｃ：光学材料）
本実施例における液状の光学材料１１１は、液状の材料の一例である。液状の材料とは、ノズル１１８から吐出可能な粘度を有する材料をいう。この場合、材料が水性であると油性であるとを問わない。ノズル１１８から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。
【００５４】
また、本実施例の光学材料１１１は、非溶剤系の樹脂を含む。非溶剤系の樹脂は、有機溶剤を用いて溶解しなくても流動体となる樹脂である。例えば、非溶剤系の樹脂をそのモノマーで希釈すれば、非溶剤系の樹脂の状態は液状となる。具体的には、非溶剤系の樹脂をそのモノマーで希釈すれば、非溶剤系の樹脂は、吐出装置１００のノズル１１８から吐出可能な粘度を有する流動体となる。
【００５５】
上記非溶剤系の樹脂として、ポリメチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ポリカーボネートなどのアリル系樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などの樹脂が用いられる。
【００５６】
本実施例の光学材料１１１は、上記非溶剤系の樹脂のうち、いずれか一つの樹脂、または複数が混合された樹脂を含む。さらに、本実施例の光学材料１１１には、ビイミダゾール系化合物などの光重合開始剤が配合されている。光重合開始剤が配合されているので、液状の光学材料１１１に所定の条件で可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、または電子線等を照射すれば、液状の光学材料１１１は重合反応を起こして硬化する。本明細書では、このような本実施例の液状の光学材料１１１を、放射線硬化型樹脂と表記することもある。
【００５７】
（Ｄ：吐出方法）
次に、吐出装置１００が、基体１０Ａにおける被吐出部１８上に液状の光学材料１１１を吐出する吐出方法、すなわち吐出工程を説明する。
【００５８】
まず、搬送装置１７０は、基体１０Ａを吐出装置１００のステージ１０６に位置させる。本実施例では、Ａ軸方向とＢ軸方向とが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ一致するように、搬送装置１７０が基体１０Ａをステージ１０６に載置する。なお、上述したように、Ａ軸方向およびＢ軸方向は、互いに直交する方向であり、基体１０Ａに固定された座標系を表す。一方、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は互いに直交する方向であり、キャリッジ１０３、ヘッド１１４、ノズル列１１６、またはノズル１１８が、ステージ１０６に対して、相対的に移動する方向である。本実施例では、Ｘ軸方向は、複数のノズル１１８が並ぶ方向、すなわちノズル列方向ＨＸ、と平行な方向でもある。
【００５９】
図９に示すように、被吐出部１８の行方向（図９の横方向）は、Ａ軸方向と平行である。一方、被吐出部１８の列方向（図９の縦方向）は、Ｂ軸方向と平行である。Ａ軸方向に互いに隣接する２つの被吐出部１８の間の距離はＴＡである。また、Ｂ軸方向に互いに隣接する２つの被吐出部１８の間の距離はＴＢである。図９には、それぞれが５つの被吐出部１８を含む行Ｒ１と、行Ｒ２と、行Ｒ３と、行Ｒ４と、が描かれている。
【００６０】
次に、制御部１１２は、吐出データに応じて、ノズル列１１６に含まれる複数のノズル１１８のうちから、少なくとも２つのノズルを第１のノズル１１８Ａ、すなわち動作ノズル、として機能するように指定する。本実施例では、互いに最も近い２つの第１のノズル１１８Ａの間の距離がＴＡ以下のＬＮＡになるように、複数のノズル１１８のうちからいくつかを第１のノズル１１８Ａとして選択する。図９の例では、最も左のノズル１１８と、左から４番目のノズル１１８と、左から７番目のノズル１１８と、右から４番目のノズル１１８と、最も右のノズル１１８と、が第１のノズル１１８Ａであり、黒丸で示されている。２つの第１のノズル１１８の間には、２つの第２のノズル１１８Ｂが位置しており、白丸で示されている。
【００６１】
このように本実施例では、３つのノズル１１８のうちから１つのノズル１１８が第１のノズル１１８Ａとして設定される。第１のノズル１１８Ａのこの設定方法によれば、１つのノズル列１１６には１８０個のノズル１１８があるので、１つのノズル列１１６において６０個の第１のノズル１１８Ａが設定される。
【００６２】
次に、制御部１１２は、吐出データに応じて、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＸ軸方向に沿った距離が、２つの第１のノズル１１８Ａの間の距離に一致するように、ステージ１０６を回転させる。本実施例では、Ａ軸方向に互いに隣接する２つの被吐出部１８の間の距離がＴＡなので、ステージ１０６を、例えば点Ｃを中心にして、ＸＹ平面内で図９に示す位置から反時計回りに角度φ＝Ａｒｃｃｏｓ（ＬＮＡ／ＴＡ）だけ回転させればよい。そうすれば、Ａ軸方向に互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＸ軸方向の距離は、第１のノズル１１８Ａの間の距離（すなわちＬＮＡ）に一致する。なお、Ｘ軸方向の距離とは、２点間の実際の距離をＸ軸方向に投影した距離である。
【００６３】
次に、図１０に示すように、制御部１１２は、第１のノズル１１８ＡのＸ座標が被吐出部１８のＸ座標に一致するように、ステージ１０６に対してキャリッジ１０３をＸ軸方向に沿って相対移動させる。例えば、図１０に示す第１のノズル１１８Ａのうち、いずれか一つの第１のノズル１１８ＡのＸ座標が、行Ｒ３に含まれる被吐出部１８のうちのいずれか一つの被吐出部１８のＸ座標に一致するように、制御部１１２は走査部を駆動する。そのことによって、ノズル列１１６に含まれる他の第１のノズル１１８ＡのＸ座標も、行Ｒ３における他の被吐出部１８のＸ座標に一致する。
【００６４】
被吐出部１８への塗布走査の前に、ノズル状態の検査および着弾位置の検査を行う。
【００６５】
図１４に示すように、基体１０Ａの外周部３４上に、液状の光学材料１１１のドットが形成されるように、１つのノズル列１１６に含まれる第１のノズル１１８Ａの全てが、外周部３４に対して液状の光学材料１１１を吐出する。
【００６６】
まず、１つのノズル列１１６に含まれる第１のノズル１１８Ａの全てが外周部３４に対応する領域に侵入するように、制御部１１２はヘッド１１４をＹ軸方向に相対移動させる。Ｙ軸方向への相対移動の期間内に、ある一つの第１のノズル１１８ＡのＸ座標は、行Ｒ３における一つの被吐出部１８のＸ座標に一致したままである。そして、第１のノズル１１８Ａが基体１０Ａの外周部３４に対応する領域に進入すると、この第１のノズル１１８Ａから基体１０Ａの外周部３４に向けて液状の光学材料１１１が吐出される。図１４には、外周部３４に着弾した液状の光学材料１１１の着弾位置ＢＤが黒丸で示されている。
【００６７】
外周部３４に対して第１のノズル１１８Ａから液状の光学材料１１１が吐出された後で、基体１０Ａの外周部３４上のドットを観察する。そして、下記（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）のうちの少なくとも一つの検査を行う。
【００６８】
（Ｉ）オペレータまたはオブザーバが、顕微鏡などを用いて、外周部３４上で光学材料１１１が形成するドットの形状を検査する。例えば、光学材料１１１のドットの径と、所定の長さと、を比較する。
【００６９】
外周部３４上のドットの径を検査することによって、光学材料１１１に対する外周部３４の撥液性の程度を検査できる。ここで、外周部３４や被吐出部１８を含めて、基体１０Ａの表面全体にはＦＡＳ膜２８が形成されているので、光学材料１１１に対する外周部３４の撥液性の程度は、光学材料１１１に対する被吐出部１８の撥液性の程度と同じはずである。したがって、外周部３４の撥液性の程度を検査することによって、被吐出部１８の撥液性の程度を予想することができる。
【００７０】
ところで、外周部３４の撥液性の程度が低いほど、光学材料１１１は外周部３４上でより広がりやすく、このため、光学材料１１１のドットの径はより大きくなる。したがって、外周部３４上のドットの径が所定の第１の長さよりも大きい場合には、被吐出部１８の撥液性の程度が予定値よりも低いと見なせる。被吐出部１８の撥液性の程度が予定値よりも低いと見なせる場合には、基体１０Ａを表面改質装置１６０（図３）内部に載置して、基体１０Ａの表面へのＦＡＳ膜２８の形成を行えばよい。
【００７１】
したがって、外周部３４上のドットの径が第１の長さよりも大きい場合には、基体１０Ａに対して表面改質装置１６０による撥液処理を行えばよい。この場合、外周部３４上に塗布された光学材料１１１のドットを後で再度観察することで、被吐出部１８の撥液性を再検査できるように、外周部３４と被吐出部１８とに同時にＦＡＳ膜２８を形成することが好ましい。
【００７２】
このように上記検査によれば、被吐出部１８に対する吐出を行う前に、被吐出部１８が光学材料１１１に対して適切な撥液性を有するかどうかを検査できる。このため、撥液性が不十分な被吐出部１８に光学材料１１１を吐出してしまう事態を回避できる。
【００７３】
（ＩＩ）さらに、外周部３４上のドットの径を検査することによって、第１のノズル１１８Ａの状態も確認できる。例えば、以下に述べるように、外周部３４上のドットの径を検査することによって、第１のノズル１１８Ａ内に光学材料１１１が付着していないかどうかを検査できる。
【００７４】
光学材料１１１の粘性が増加すると、光学材料１１１が第１のノズル１１８Ａ内に付着する場合がある。このような場合には、目的とする体積の光学材料１１１を吐出できない可能性が生じるし、意図した着弾位置ＢＤを外れて光学材料１１１が着弾する可能性も生じる。外周部３４上のドットの径の検査の結果、ドットの径が所定の第２の長さとほぼ同じであれば、第１のノズル１１８Ａに光学材料１１１が付着していないと見なせる。一方、ドットの径が第２の長さより短い場合には、第１のノズル１１８Ａに光学材料１１１が付着している可能性が高い。
【００７５】
ドットの形状が所定の形状と異なる場合、すなわち、ドットの径が第２の長さよりも小さい場合には、第１のノズル１１８Ａを走査範囲外（基体１０Ａの外側）の所定の位置に移動させて、第１のノズル１１８Ａから液状の光学材料１１１のフラッシング（捨て打ち）を行えばよい。そうすれば、付着した光学材料１１１が第１のノズル１１８内から取り除かれる可能性が高いからである。なお、本明細書では、液状の光学材料１１１の上記のようなフラッシングを予備吐出と表記することもある。
【００７６】
このように上記検査によれば、被吐出部１８に対する吐出を行う前に、第１のノズル１１８Ａが吐出に適した状態にあるかどうかを検査できる。このため、吐出に適さない状態にある第１のノズル１１８Ａから光学材料１１１を吐出してしまう事態を回避できる。そしてこの結果、常に適切な体積の光学材料１１１を被吐出部１８に吐出できる。
【００７７】
（ＩＩＩ）また、ＣＣＤカメラなどを用いて、外周部３４に着弾した液状の光学材料１１１が形成するドットのＸ座標と、被吐出部１８のＸ座標と、を比較してもよい。ドットのＸ座標は、第１のノズル１１８ＡのＸ座標と見なせるので、この比較によって、第１のノズル１１８ＡのＸ座標と、被吐出部１８のＸ座標と、が一致しているかどうかを、実際に確認することができる。
【００７８】
そして、ドットのＸ座標と、被吐出部１８のＸ座標と、が一致しない場合には、ドットのＸ座標と、被吐出部１９のＸ座標と、が一致するように、被吐出部１８に対して第１のノズル１１８をＸ軸方向に相対移動すればよい。具体的には、ドットのＸ座標と、被吐出部１８のＸ座標と、の差に相当する距離だけ、被吐出部１８に対して第１のノズル１１８をＸ軸方向に相対移動すればよい。
【００７９】
このように上記検査によれば、被吐出部１８に対する吐出を行う前に、第１のノズル１１８ＡのＸ座標と、被吐出部１８のＸ座標と、が一致しているかどうかを確認できる。このため、第１のノズル１１８ＡのＸ座標と、被吐出部１８のＸ座標と、が一致していないまま第１のノズル１１８Ａから光学材料１１１を吐出してしまう事態を回避できる。
【００８０】
さらに、上記検査を行うことで、被吐出部１８へ光学材料１１１を吐出する前に、第１のノズル１１８ＡのＸ座標と、被吐出部１８のＸ座標と、を一致させることができる。このため、第１のノズル１１８ＡをＹ軸方向に相対移動させるだけで、第１のノズル１１８Ａの位置と、被吐出部１８の位置と、を正確に一致させることができ、結果として被吐出部１８へ正確に光学材料１１１を吐出できる。
【００８１】
（ＩＶ）さらに、外周部３４上で互いに隣接する２つのドットの間のＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＸ軸方向の距離と、が一致するかどうかを検査してもよい。互いに隣接する２つのドットの間のＸ軸方向の距離は、２つの第１のノズル１１８ＡのＸ軸方向の距離と見なせるので、この検査によって、２つの第１のノズル１１８ＡのＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間の距離と、が一致しているかどうかを、実際に確認することができる。
【００８２】
そして、互いに隣接する２つのドットの間のＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＸ軸方向の距離と、が一致しない場合には、互いに隣接する２つのドットの間のＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部の間のＸ軸方向の距離と、が一致するように、基体１０ＡをＺ軸回りで回転させればよい。なお、この場合には、基体１０Ａを回転させる代わりに、互いに隣接する２つのドットの間のＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部の間のＸ軸方向の距離と、が一致するように、２つのノズルが並ぶ方向、すなわちノズル列方向ＨＸ、を変えてもよい。
【００８３】
このように上記検査によれば、被吐出部１８に対する吐出を行う前に、２つの第１のノズル１１８Ａの間のＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＸ軸方向の距離と、が一致しているかどうかを確認できる。このため、２つの第１のノズル１１８Ａの間のＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＸ軸方向の距離と、が一致していないまま、これら２つの第１のノズル１１８Ａから光学材料１１１を吐出してしまう事態を回避できる。
【００８４】
さらに、上記検査によって、被吐出部１８へ光学材料１１１を吐出する前に、２つの第１のノズル１１８ＡのＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部１８のＸ軸方向の距離と、を一致させることができる。このため、１つの走査期間内で、２つの第１のノズル１１８をＹ軸方向に相対移動させるだけで、２つの第１のノズル１１８Ａの位置と、２つの被吐出部１８の位置と、を正確に一致させることができ、結果として被吐出部１８へ正確に光学材料１１１を吐出できる。なお、「走査期間」の詳細は後述する。
【００８５】
上記（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）に示すノズル状態の検査および着弾位置の検査によって、被吐出部１８へ吐出を行う前に、第１のノズル１１８Ａから液状の光学材料１１１が適切に吐出されるか否かを検査できる。このため、被吐出部１８の塗布不良を防ぐことができる。また、液状の光学材料１１１のドットが形成される外周部３４は、被吐出部１８を含む基体１０Ａに含まれる。このため、第１のノズル１１８Ａから液状の光学材料１１１が適切に吐出されるか否かの検査を行うために、別途基板を準備する必要がない。
【００８６】
さらに、上記検査によれば、基体１０Ａに含まれる外周部３４に形成されたドットを観察するので、第１のノズル１１８Ａの状態の検査だけでなく、第１のノズル１１８ＡのＸ座標と被吐出部１８のＸ座標とが一致しているかどうかの検査も行うことができる。ドットが形成される外周部３４は、被吐出部１８を含む基体１０Ａに含まれるからである。
【００８７】
このため、複数の第１のノズル１１８Ａのそれぞれから、それぞれ１回だけ材料を吐出するだけで、それぞれの第１のノズル１１８Ａの状態の検査と、着弾位置の検査と、を行うことができる。
【００８８】
なお、本明細書では、上記検査のために吐出される光学材料１１１の液滴を「第１の液滴」と表記することもある。また、被吐出部１８に吐出される光学材料１１１の液滴を「第２の液滴」と表記することもある。
【００８９】
ノズル状態の検査および着弾位置の検査の後、１つの走査期間内に、ノズル列方向ＨＸに対して直交する方向に複数のノズル１１８が相対移動するように、制御部１１２は走査部を駆動する（「走査期間」の詳細は後述する）。具体的には、Ｙ軸方向の正の方向（図１０の上方向）に、キャリッジ１０３が相対移動するように、制御部１１２は走査部を駆動する。そして、第１のノズル１１８Ａの一つが行Ｒ３における被吐出部１８の一つに対応する領域に侵入した場合に、その第１のノズル１１８Ａにから被吐出部１８に対して液状の光学材料１１１が吐出されるように、制御部１１２はヘッド１１４を駆動する。
【００９０】
本実施例では、１つのノズル列１１６において、第１のノズル１１８Ａは６０個存在する。このため、１つの走査期間内に、１つのノズル列１１６によって、行Ｒ３に含まれる複数の被吐出部１８のうち、Ａ軸方向に沿って連続した６０個の被吐出部１８が塗布される。これら６０個の被吐出部１８に、適切な体積の光学材料１１１が塗布された後には、第１のノズル１１８ＡのＸ座標が、行Ｒ３に含まれる被吐出部１８のうち、まだ液状の光学材料１１１が塗布されていない被吐出部１８のＸ座標に一致するように、制御部１１２は走査部を駆動する。そして、キャリッジ１０３がＹ軸方向へ相対移動させられるとともに、行Ｒ３における未塗布の被吐出部１８に対して、第１のノズル１１８Ａから液状の光学材料が吐出される。
【００９１】
本明細書では、１つの「走査期間」は次の（１）の期間または（２）の期間に対応する：（１）キャリッジ１０３が所定方向に相対移動し始めてから、所定方向とは異なる方向に相対移動し始めるまでの期間；（２）上記（１）に該当しない期間であって、キャリッジ１０３が所定方向に相対移動し始めてから、基体１０Ａへの吐出工程を終了するまでの期間。
【００９２】
例えば、キャリッジ１０３がＹ軸方向の正の方向に相対移動し始めてから、Ｙ軸方向の負の方向や、Ｘ軸方向の正（または負）の方向に相対移動し始めるまでの期間は、１つの走査期間である。また、複数の被吐出部１８の全てに所望量の光学材料１１１を塗布するまでに、キャリッジ１０３がＹ軸方向に１回相対移動するだけでよい場合には、この１回の相対移動にかかる期間が「走査期間」である。ところで、１回の「走査期間」内に、キャリッジ１０３が所定方向へ相対移動した後に基体１０Ａに対して停止し、さらにその後、再びキャリッジ１０３が同じ所定方向に相対移動することもあり得る。
【００９３】
また、キャリッジ１０３、ヘッド１１４、またはノズル１１８が相対移動するとは、被吐出部１８に対するこれらの相対位置が変わることである。このため、キャリッジ１０３、ヘッド１１４、またはノズル１１８が絶対静止して、被吐出部１８Ｒのみがステージ１０６によって移動する場合であっても、キャリッジ１０３、ヘッド１１４、またはノズル１１８が相対移動すると表現する。
【００９４】
行Ｒ３における全ての被吐出部１８に所望量の体積の液状の光学材料１１１が塗布された後には、他の行における被吐出部１８に対して、行Ｒ３と同様に塗布走査を行う。例えば、図１１に示すように、それぞれの第１のノズル１１８ＡのＸ座標が行Ｒ２に含まれるそれぞれの被吐出部１８のＸ座標に一致するように、制御部１１２は走査部を駆動する。そして、吐出装置１００は、行Ｒ３に含まれる被吐出部１８に対して行った塗布走査と同様の塗布走査を、行Ｒ２に含まれる被吐出部１８に対しても行う。このように、全ての行に含まれる被吐出部１８に対しても同様に塗布走査することで、基体１０Ａ上の全ての被吐出部１８に、液状の光学材料１１１を塗布する。
【００９５】
本実施例によれば、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＸ軸方向に沿った距離が、２つの第１のノズル１１８Ａの間の距離に一致するように、ステージ１０６が回転している。このため、ノズル列方向ＨＸ、すなわち複数のノズル１１８が一列に並んだ方向、をＹ軸方向に対して直交する方向に維持したまま、基体１０Ａ上の全ての被吐出部１８に対して塗布走査をすることができる。
【００９６】
一方、図１５に示すように、ノズル列方向ＨＸの方向を変更することで、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間の距離と、２つの第１のノズル１１８Ａの間の距離と、を一致させる場合には、キャリッジ１０３に対して、複数のヘッド１１４（図５）のそれぞれの角度を適切に設定する必要がある。このような構成によると、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＡ軸方向の距離が基体１０Ａ毎に異なっている場合には、基体１０Ａ毎に、複数のヘッド１１４のそれぞれの取り付け角度を変更する手間が生じる。ヘッド１１４は、キャリッジ１０３にネジを用いて固定されているため、角度を変更する工程は無視できない時間を要する。さらに、複数のヘッド１１４のそれぞれの角度を、一定の角度に合わせることはかなりの手間を必要とする。したがって、ヘッド１１４の角度を傾ける場合には、吐出工程前の準備の時間が長くなる。
【００９７】
しかしながら、本実施例によれば、ノズル列方向ＨＸをＹ軸方向、すなわち主走査方向、に対して常に直交する方向に維持できる。このため、互いに隣接する２つの被吐出部１８の間のＡ軸方向の距離が基体１０Ａ毎に異なっても、複数のヘッド１１４のうちのいずれの角度も変える必要がない。
【００９８】
本実施例の吐出方法によれば、１つの第１のノズル１１８Ａが吐出動作を行うタイミングと、ほぼ同じタイミングで吐出動作を行う他の第１のノズル１１８Ａの数は、常に一定である（本実施例の場合には、０である）。このため、１つの第１のノズル１１８Ａが受ける他の第１のノズル１１８Ａからのクロストークは、その１つの第１のノズル１１８Ａの全ての吐出タイミングに亘ってほぼ同じである。クロストークがほぼ一定であれば、第１のノズル１１８Ａからの吐出量の理想値からのズレも常に一致である。このため、本実施例の吐出方法によれば、吐出量の補正が容易である。なお、ここでいうクロストークとは、あるノズル１１８に対応するピエゾ素子１２４の振動が、他のノズル１１８内の材料のメニスカスを振動させることで生じる吐出上の不具合を意味する。
【００９９】
本実施例では、１回の吐出によって１つのノズル１１８から吐出される液状の光学材料１１１の体積は、ほぼ４ｐｌ（ピコリットル）である。また、本実施例では、１つの被吐出部１８に対して、複数回、例えば１５回、液状の光学材料１１１が吐出される。さらに、本実施例では、吐出装置１００は、１つの被吐出部１８に対して、１走査期間あたり光学材料１１１を１回吐出する。このため、本実施例では、１つの被吐出部１８に所望量の光学材料１１１を塗布するまでに、吐出装置１００は、１５走査期間を費やす。なお、１回の吐出によって吐出される体積や吐出回数は、光学材料１１１の性質や、目的とするマイクロレンズ１１１Ｌの形状に応じて、適宜変更され得る。
【０１００】
被吐出部１８の上面の形状、すなわち土台部３０の上面の形状、はほぼ円形である。このため、第１のノズル１１８Ａから液状の光学材料１１１を吐出する場合には、常に円形の被吐出部１８のほぼ中央を狙って光学材料の液滴を吐出することが好ましい。
【０１０１】
前述したように、土台部３０の表面はＦＡＳ膜２８なので、液状の光学材料１１１に対して被吐出部１８（土台部３０）は撥液性を有する。被吐出部１８が液状の光学材料１１１に対して撥液性を有することと、被吐出部１８の形状がほぼ円形であることとによって、着弾した液状の光学材料１１１は、被吐出部１８のほぼ中央付近で厚さが最も厚い凸レンズとなる。
【０１０２】
（Ｅ：製造方法）
上記（Ｄ：吐出方法）では、基体１０Ａにおける被吐出部１８に、マイクロレンズ１１１Ｌの材料である液状の光学材料１１１を塗布する吐出工程を説明した。以下では、マイクロレンズ１１１Ｌが形成されるまでの、一連の工程を説明する。
【０１０３】
まず、半導体ウエハを用いて、図１２（ａ）に示すレーザ素子１１Ｂのアレイを作製する。具体的には、ｎ型のガリウム砒素（ＧａＡｓ）ウエハ１２’上に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＡｌＡｓとを交互に積層して、Ｓｅがドーピングされた下部分布反射型多層膜ミラー（下部ＤＢＲミラー）１４を形成する。そして、下部ＤＢＲミラー１４上に、ＧａＡｌ層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層とを積層することで量子井戸活性層１６を形成する。そして、量子井戸活性層１６上に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とを交互に積層して、Ｚｎがドーピングされた上部分布反射型多層膜ミラー２０を形成する。その後、上部分布反射型多層膜ミラー（上部ＤＢＲミラー）２０上にＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層を含むコンタクト層２２を積層する。
【０１０４】
そして、コンタクト層２２と、上部ＤＢＲミラー２０と、量子井戸活性層１６と、下部ＤＢＲミラー１４の一部とを含んだ複数の部位が、メサ形状の柱状部１５として残るように、下部ＤＢＲミラー１４の一部と、量子井戸活性層１６と、上部ＤＢＲミラー２０と、コンタクト層２２と、をフォトリトグラフィー処理により取り除く。
【０１０５】
そして、下部ＤＢＲミラー１４と柱状部１５とを覆って、ポリイミドなどの樹脂を塗布して樹脂層を形成する。その後、コンタクト層２２の上面に対応する部分に開口部が得られるように、樹脂層をパターニングすることで絶縁層２４を得る。そして、絶縁層２４上にチタン、白金、および金を順次積層する。その後、積層されたチタン、白金、および金と、コンタクト層２２とが、リング状に接続されるように、積層されたチタン、白金、および金をパターニングする。最後に、ガリウム砒素ウエハ１２’の裏面に電極を設けて、下部電極１０を形成する。
【０１０６】
以上のようにして、図１２（ａ）に示すように、複数のレーザ素子１１Ｂを備えた基体１０Ａが完成する。
【０１０７】
次に、柱状部１５に対応する部分に支持部３１を形成する。具体的には、まず、図１２（ｂ）に示すように、コンタクト層２２の上面と、絶縁層２４と、上部電極２６と、を覆うようにポリイミドを塗布することで、ポリイミド層３１’を形成する。その後、図１２（ｃ）に示すように、コンタクト層２２に対応する部分のポリイミド層３１’が残るようにポリイミド層３１’をパターニングして、複数の支持部３１を得る。
【０１０８】
その後、図１３（ａ）に示すように、支持部３１の表面を撥液化する。具体的には、まず、支持部３１の表面を洗浄する。例えば、基体１０Ａの表面に紫外線を照射することで、支持部３１の表面を含む基体１０Ａの表面を洗浄する。そして、支持部３１の表面にフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）膜２８を形成する。より具体的には、搬送装置１７０が、基体１０Ａを表面改質装置１６０における密閉容器内に位置させる。この密閉容器内には、液体のＦＡＳが入った容器も入っている。このような密閉容器内を１２０℃に保持すると、２時間程度で、気化したＦＡＳによって、基体１０Ａの表面上にＦＡＳの単分子膜が形成される。この際、支持部３１の表面にもＦＡＳの単分子膜が形成される。
【０１０９】
本実施例では、ＦＡＳ膜２８が形成された複数の支持部３１のそれぞれが、複数の土台部３０のそれぞれに対応する。なお、ＦＡＳ膜２８がなくても、支持部３１の表面が液状の光学材料１１１に対して充分な撥液性を呈する場合には、土台部３０は、ＦＡＳ膜２８を含まなくてもよい。
【０１１０】
以上のようにようにして、基体１０Ａに複数の土台部３０が設けられる。つまり、複数の土台部３０を有する基体１０Ａが得られる。なお、上述したように、本明細書では、複数の土台部３０のそれぞれが、複数の被吐出部１８のそれぞれに対応する。
【０１１１】
次に、複数の被吐出部１８のそれぞれに液状の光学材料１１１を吐出する。具体的には、まず、複数の被吐出部１８を有する基板１０Ａが、搬送装置１７０によって吐出装置１００のステージ１０６に運ばれる。そして、図１３（ｂ）に示すように、吐出装置１００は、複数の被吐出部１８のすべてに液状の光学材料１１１が塗布されるように、ヘッド１１４の第１のノズル１１８Ａから液状の光学材料１１１を吐出する。吐出装置１００の光学材料１１１の吐出方法は、図９、図１０、および図１１を参照しながら説明した方法である。
【０１１２】
基板１０Ａの被吐出部１８のすべてに光学材料１１１が塗布された後には、被吐出部１８上の液状の光学材料１１１を硬化する。具体的には、まず、搬送装置１７０が基板１０Ａを重合装置１５０内に位置させる。そして、重合装置１５０は、被吐出部１８上の光学材料に約３６５ｎｍの波長の光を照射して、光学材料１１１を重合、すなわち硬化させる。
【０１１３】
光学材料１１１が重合、すなわち硬化された後には、搬送装置１７０は、基体１０Ａを硬化装置１６５内に位置させる。そして、硬化装置１６５は、ホットプレートを用いて基体１０Ａ全体を加熱することで、被吐出部１８上の全ての光学材料１１１を完全に硬化させる。その結果、図１３（ｃ）に示すように、すべての被吐出部１８上にマイクロレンズ１１１Ｌが得られる。
【０１１４】
以上の工程によって、図１に示すレーザ１１が得られる。
【０１１５】
（応用例）
以下では、レーザ１１を備えた光学装置を説明する。
【０１１６】
図１６に示す光学装置２００は、光通信システムに用いられる発光素子モジュールである。光学装置２００は、光ファイバ２１０と、レーザ１１と、を含む。レーザ１１は、光学装置２００において発光素子として機能する。レーザ１１と光ファイバ２１０とは、レーザ１１のマイクロレンズ１１１Ｌと光ファイバ２１０の端面とが向かい合うように、位置している。具体的には、レーザ１１の光軸と光ファイバの光軸とが一致するように、レーザ１１と光ファイバ２１０とは、図示しない発光素子搭載基板よって位置決めされている。
【０１１７】
このような光学装置２００は、レーザ１１がマイクロレンズ１１１Ｌを備えているため、レーザ１１からの射出光は、効率よく光ファイバ２１０のファイバコア内に導かれる。このため、光の伝送距離が長くなる。
【０１１８】
（実施例１の変形例）
（１）本実施例中で説明した吐出方法は、複数の画素領域を備えた表示装置の画素領域ごとに設けられるレンズの製造方法に適用されてもよい。複数の画素領域がＡ軸方向およびＢ軸方向に所定の間隔で並んでいれば、それぞれの画素領域を、レンズを形成するための複数の被吐出部１８と見なせるからである。複数の画素領域を備えた表示装置として、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置、ＦＥＤ（Field Emission display）、電子放出素子を備えたＳＥＤ(Surface-Conduction Electron-Emitter Display)などの画像表示装置などがある。
【０１１９】
（２）本実施例では、被吐出部１８は、柱状部１５、すなわちレーザ共振器、に重なる位置に形成された土台部３０である。しかしながら、土台部３０が、柱状部１５に重なる位置に設けられなくても、本発明を適用できる。例えば、単なる基板上に設けられた複数の土台部３０を被吐出部１８として、上記実施例で説明した吐出方法によってレンズを形成してもよい。このような場合には、被吐出部１８にレンズが形成された後に、被吐出部１８からレンズを取り外して、上記表示装置の画素領域などに設ければよい。
【０１２０】
（３）１つの被吐出部１８に所望量の光学材料１１１を塗布するまでに複数の走査期間を必要とする場合には、複数の走査期間の間に亘って、１つの被吐出部１８に対して同じ第１のノズル１１８Ａから光学材料１１１を吐出してもよいし、走査期間毎に、１つの被吐出部１８に対して異なる第１のノズル１１８Ａから光学材料１１１を吐出してもよい。１つの被吐出部１８に対して、走査期間毎に異なる第１のノズル１１８Ａから光学材料１１１を吐出する場合には、ノズル１１８間の吐出量のバラツキが相殺されやすい。このため、完成したマイクロレンズ間での形状のバラツキが少なくなる。
【０１２１】
（４）複数のノズル１１８に対する第１のノズル１１８Ａの割り当ては、走査期間毎に変わってもよい。例えば、ある走査期間内に、第２のノズル１１８Ｂとして指定されたノズル１１８が、他の走査期間内では、第１のノズル１１８Ａとして機能してもよい。そうすれば、ノズル１１８間の吐出量のバラツキが相殺されやすいため、好ましい。
【０１２２】
（５）本実施例では、ノズル状態の検査および着弾位置の検査の際に、第１のノズル１１８Ａの全てが外周部３４に対して光学材料１１１を吐出する。しかしながら、１つの第１のノズル１１８Ａのみが外周部３４に対して光学材料１１１を吐出してもよい。１つのドットのＸ座標と、１つの被吐出部１８のＸ座標と、が一致するか否かがわかれば、そのドットを吐出した第１のノズル１１８ＡのＸ座標と、被吐出部１８のＸ座標と、が一致するか否かが分かるだけでなく、他の第１のノズル１１８ＡのＸ座標と、他の被吐出部１８のＸ座標と、が一致するか否かも分かるからである。
【０１２３】
また、最も距離が近い２つの第１のノズル１１８Ａのみから外周部３４に対して光学材料１１１を吐出してもよい。２つの第１のノズル１１８Ａから外周部３４に対して光学材料を吐出すれば、２つの第１のノズル１１８Ａの間のＸ軸方向の距離と、互いに隣接する２つの被吐出部の間のＸ軸方向の距離と、が一致しているか否かを検査できるからである。
【０１２４】
ただし、被吐出部１８へ吐出を行う全ての第１のノズル１１８Ａが外周部３４に対して光学材料１１１を吐出することが好ましい。なぜなら、それぞれの第１のノズル１１８Ａの状態を事前に検査できるからである。
【０１２５】
（６）本実施例では、基体１０Ａの外周部３４に光学材料１１１の液滴を吐出することで、事前検査を行う例を説明した。ただし、このような検査を行うための液滴の吐出位置が外周部３４以外の場所であっても、本実施例で説明した効果と同じ効果が得られる。具体的には、被吐出部１８が設けられていない基体１０Ａの領域に対して、上記検査のための吐出を行ってよい。より具体的には、外周部３４のように、被吐出部１８と共通な座標系に固定された領域であれば、上記検査のための吐出を行え得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】実施例１の半導体レーザを示す模式図。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、実施例１の基体を示す模式図。
【図３】実施例１の製造装置を示す模式図。
【図４】実施例１の吐出装置を示す模式図。
【図５】実施例１のキャリッジを示す模式図。
【図６】実施例１のヘッドを示す模式図。
【図７】（ａ）および（ｂ）は図６のヘッドにおける吐出部を示す模式図。
【図８】吐出装置における制御部の機能ブロック図。
【図９】実施例１の吐出工程を示す模式図。
【図１０】実施例１の吐出工程を示す模式図。
【図１１】実施例１の吐出工程を示す模式図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は実施例１の製造方法を示す模式図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は実施例１の製造方法を示す模式図。
【図１４】ノズル状態の検査および着弾位置の検査示す模式図。
【図１５】ヘッドを傾けた場合のノズル列方向と被吐出部との位置関係を示す模式図。
【図１６】光学装置を示す模式図。
【符号の説明】
【０１２７】
１１…レーザ
１１Ｂ…レーザ素子
１２…ガリウム砒素基板
１２、１４…下部分布反射型多層膜ミラー
１６…量子井戸活性層
２０…上部分布反射型多層膜ミラー
２２…コンタクト層
２４…絶縁層
２６…上部電極
１０…下部電極
１０、３０…土台部
３０、１００…吐出装置
１０２…吐出走査部
１０３…キャリッジ
１０４…第１位置制御装置
１０８…第２位置制御装置
１０６…ステージ
１１１…光学材料
１１１Ｌ…マイクロレンズ
１１８…ノズル
１１８Ａ…第１のノズル
１１８Ｂ…第２のノズル
２００…光学装置
２１０…光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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